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摘要：净水厂的排泥水处理工艺设计首先从排泥水水质特性分析出发,针对我厂今后排泥水处理工艺设计做好前期工作探讨若干问题,如:掌握正确的污泥固体产量、排泥水水量、设备设施的选型。本文就净水厂排泥水处理工艺的现状进行分析，着重分析连续性装置的调试运行，最后指出处理工艺未来的发展方向。
关键词：净水厂；排泥水处理工艺；发展方向
中图分类号：TV文献标识码： A
引言
净水厂排泥水处理的需求我国现阶段净水厂污泥处理并不普遍，据不完全统计，截至目前，国内具有比较完善的排泥水处理设施的净水厂不足总净水厂规模的10%，然而从环境保护和水资源持续性发展角度出发，对净水厂排泥水进行处理并综合利用是最终发展方向，它对维持生态环境的动态平衡及保证水厂安全运行、降低综合运营成本必不可少。
一、净水厂排泥水处理现状
（一）、优选混凝剂及助凝剂
目前用于水处理的混凝剂种类非常多，据目前所知，不少于200~300种。混凝剂按照化学成分可以分为有机和无机两大类。无机混凝剂种类较少，在饮用水处理中的主要是铁盐和铝盐及其聚合物。无机混凝剂主要是通过化学水解中和胶体颗粒电荷压缩双电层的方式来使胶体脱稳，并且形成的絮体小、轻，难以聚集变大，于是很多学者在传统混凝剂的基础上进行了改良，开发了不少新型混凝剂和助凝剂。
（二）、调节工艺现状
调研发现，就排泥池形式而言，合建式调节池（即综合排泥池）所占比例几乎为分建式调节池的２倍多。综合排泥池的突出优势是构筑物数量少，尽管综合排泥池的容积比单一分建式调节池排水池或排泥池大，但其总面积要比分建式调节池小。同时还能充分利用浓缩池的沉降功能。但综合排泥池也有不利的一面，进入浓缩池的入流量大了1倍，沉淀池排泥水受到稀释，入流浓度会降低。
（三）、载体絮凝技术
载体絮凝是在混凝过程投加高密度的不溶介质（细砂等），脱稳的胶体颗粒吸附在介质表面，从而加速絮体的生长，利用胶体的重力沉降加快絮体沉降的一种快速沉淀技术。
Actiflo微砂加重絮凝高密度沉淀池是法国威立雅公司于20世纪90年代开发的一项专利技术。工艺流程图如图1所示，通过投加微砂，使悬浮胶体在高分子助凝剂的作用下与微砂结合形成易于沉降的大颗粒，加快了絮体的沉降速度，在清水区增设斜板，大大减少了沉淀池的占地面积和停留时间，得到良好出水效果。工程实践证明该工艺特别适合低温低浊度水源水的处理。
图1Actiflo加重絮凝高密度沉淀池
原水进入混凝池和混凝剂充分混合，混凝剂可以在进水管上进入或在混凝池入口投加，然后进入投加高分子絮凝剂和微砂的注射池，搅拌器搅拌的情况下，脱稳胶体、高分子絮凝剂和微砂之间充分接触絮凝后进入熟化池，熟化池的搅拌装置转速下降很快，使絮体继续生长而不致破碎，随后含砂的絮体在斜板沉淀区发生了泥水分离，上层清水被集水槽收集，含砂污泥在池底沉积，经过循环泵至旋流分离器进行污泥和微砂离心分离，污泥在上部流出，较重的细砂重新回流注射池
（四）、脱水工艺现状
目前应用于给水污泥脱水的机械主要有离心脱水机和板框脱水机，带式污泥脱水机相对较少。带式污泥脱水机在污水处理厂污泥脱水中得到了大量应用，但对于净水厂污泥，由于其亲水性较强，往往挤压不成泥饼，跑泥现象严重，使用故障率高，对污泥调质要求较高，进泥含固率须达到4%，因此，目前在净水厂应用较少。仅有少数几家净水厂，如石家庄润石水厂、唐山市中心供水工程、河南马岭水厂等有应用。板框脱水机在南方水厂中使用较多，如无锡中桥水厂、苏州相城水厂、深圳笔架山水厂、深圳梅林水厂、上海临江水厂、长沙第八水厂等均有应用。板框压滤机设备问题多，特别是自带的滤布冲洗系统，冲洗压力低，导致滤布频繁堵塞，使用寿命短，滤饼不能自动剥落，卸泥劳动强度大。
二、连续性装置调试运行
连续性装置运行使用的原水采用人工配水，将自来水和高岭土配成低浊度水，实验过程保持原水浊度在5~20NTU范围内，同时为了保证配水的均匀性，原水箱增设潜水泵和搅拌机不断进行循环。连续性装置运行过程的混凝剂采用水厂常用的食品级袋装固体聚合氯化铝，配制成浓度为1%（10g/L）的溶液进行投加。
（一）、投药量确定实验
按照实验方法取连续性装置配制的原水为对象，进行混凝搅拌实验，将上清液浊度最低的投药量作为连续性装置运行的投药量。实验中原水浊度为13.4NTU，pH=7.4，分别取1L原水于六个1000ml烧杯中，分别投加不同剂量的混凝剂，按照方法进行混凝搅拌实验，实验结果如图2所示。
图2不同投药量混凝实验结果
由图1可知，原水混凝搅拌实验中投药量为8~10mg/L时，混凝后上清液浊度最低，当超过10mg/L后，上清液浊度反而升高，原因是混凝剂投加过量后，脱稳后的胶体表面吸引过多的异号电荷，成为电性相反的稳定体系，出现再稳现象。从经济方面考虑，以8mg/L作为连续性装置运行的投药量，并根据运行效果进行适当调整。
（二）、连续性装置启动及运行模式探索
由原水混凝搅拌实验知，连续性装置以8mg/L作为投药量，调节絮凝搅拌机的转速和进水量，启动中试装置并保持稳定运行，经过多次修正进水量为0.504m3/日，絮凝池搅拌机转速为18r/min时沉淀池出水浊度开始稳定并保持较低水平，基本达到调研水厂沉淀池出水的效果，原水温度为19.3~21.8℃，pH=6.95~7时，连续性装置稳定运行的结果如图3所示。
图3连续性装置稳定运行结果
连续性装置稳定运行后，可以改变的参数有排泥水的回流量和混凝剂投加量，因此排泥水回流可以有两种运行模式：一是固定排泥水回流比，根据沉淀池出水浊度的变化调整混凝剂投加量，保持沉淀池出水稳定；二是固定混凝剂投加量，调整回流排泥水的比例，使混合区浓度保持稳定，保证沉淀池出水效果。
三、排泥水处理工艺技术发展方向及展望
（一）、逐步推广净水污泥再生利用
目前国内现有净水厂污泥处置方式均为外运填埋，由于水厂排放污泥的处理费用高昂，处置场地有限，因此把排放污泥作为资源再生利用，变废为宝将成为未来污泥处置的发展方向。应积极借鉴日本、台湾、欧美等地区污泥再生利用的先进经验，结合国内各水厂污泥的特性，从降低成本、资源的充分利用和环境保护等方面进行综合考虑，积极开发污泥的再生利用技术。
（二）、修正干泥量计算公式
设计干泥量与实际干泥量的偏差必然会导致排泥水处理系统设备闲置，能源浪费，增加不必要投资。因此，在排泥水处理项目建设时应根据水厂水源情况、实际运行负荷以及水厂运行经验，综合考虑地域、水质差异，修正干泥量计算方法，以期缩小设计和运行干泥量的差距，指导新建水厂。
（三）、优化排泥水处理工艺及设备选型
选择净水厂污泥处理工艺流程时，需要充分考虑原有净水构筑物情况，泥线应该根据水线工艺、上清液及脱水液回用情况、脱水方式、污泥处理程度及经济效益等多种因素来确定最优工艺流程。
（四）、完善排泥水处理系统建设
净水厂的污泥浓缩池排出含固率为3%~4%的浓缩污泥，一般直接被输至污泥脱水机房进行机械脱水。1998年建成投产的上海闵行一水厂的排泥水处理系统，首次在污泥浓缩池和污泥离心脱水机房之间设置了1座起调节匀化浓缩污泥作用的污泥调蓄均衡池。污泥脱水机械为维持较高的机械运行功效和出泥含固率，要求进脱水机的浓缩污泥含固率能保持稳定。设置适当池容积的污泥调蓄均衡池能满足这种要求，特别是对供水规模较大或使用周期性间歇运作的板框压滤污泥脱水机的水厂更适用。
结束语
综上所述，我国净水厂排泥水处理技术起步较晚，发展相对较缓慢，相应的设计和运行经验还有待进一步完善。然而伴随着目前国家积极倡导的循環经济、节能减排等重要的宏观政策相继出台，对净水厂排泥水技术和应用的发展带来了良好的契机，综合节水以及污泥再利用将成为排泥水处理技术发展的一个重要方向。
参考文献
[1]许建华.自来水厂排泥水处理技术的若干问题[J].中国给水排水,2001,17(12),25~27
[2]何利.净水厂生产废水回用强化处理低温低浊水[D].哈尔滨工业大学,2009
[3]徐斌.净水厂污泥处理工艺的研究与设计[D].天津:天津大学,2004
关键词：净水厂；排泥水处理工艺；发展方向
中图分类号：TV文献标识码： A
引言
净水厂排泥水处理的需求我国现阶段净水厂污泥处理并不普遍，据不完全统计，截至目前，国内具有比较完善的排泥水处理设施的净水厂不足总净水厂规模的10%，然而从环境保护和水资源持续性发展角度出发，对净水厂排泥水进行处理并综合利用是最终发展方向，它对维持生态环境的动态平衡及保证水厂安全运行、降低综合运营成本必不可少。
一、净水厂排泥水处理现状
（一）、优选混凝剂及助凝剂
目前用于水处理的混凝剂种类非常多，据目前所知，不少于200~300种。混凝剂按照化学成分可以分为有机和无机两大类。无机混凝剂种类较少，在饮用水处理中的主要是铁盐和铝盐及其聚合物。无机混凝剂主要是通过化学水解中和胶体颗粒电荷压缩双电层的方式来使胶体脱稳，并且形成的絮体小、轻，难以聚集变大，于是很多学者在传统混凝剂的基础上进行了改良，开发了不少新型混凝剂和助凝剂。
（二）、调节工艺现状
调研发现，就排泥池形式而言，合建式调节池（即综合排泥池）所占比例几乎为分建式调节池的２倍多。综合排泥池的突出优势是构筑物数量少，尽管综合排泥池的容积比单一分建式调节池排水池或排泥池大，但其总面积要比分建式调节池小。同时还能充分利用浓缩池的沉降功能。但综合排泥池也有不利的一面，进入浓缩池的入流量大了1倍，沉淀池排泥水受到稀释，入流浓度会降低。
（三）、载体絮凝技术
载体絮凝是在混凝过程投加高密度的不溶介质（细砂等），脱稳的胶体颗粒吸附在介质表面，从而加速絮体的生长，利用胶体的重力沉降加快絮体沉降的一种快速沉淀技术。
Actiflo微砂加重絮凝高密度沉淀池是法国威立雅公司于20世纪90年代开发的一项专利技术。工艺流程图如图1所示，通过投加微砂，使悬浮胶体在高分子助凝剂的作用下与微砂结合形成易于沉降的大颗粒，加快了絮体的沉降速度，在清水区增设斜板，大大减少了沉淀池的占地面积和停留时间，得到良好出水效果。工程实践证明该工艺特别适合低温低浊度水源水的处理。
图1Actiflo加重絮凝高密度沉淀池
原水进入混凝池和混凝剂充分混合，混凝剂可以在进水管上进入或在混凝池入口投加，然后进入投加高分子絮凝剂和微砂的注射池，搅拌器搅拌的情况下，脱稳胶体、高分子絮凝剂和微砂之间充分接触絮凝后进入熟化池，熟化池的搅拌装置转速下降很快，使絮体继续生长而不致破碎，随后含砂的絮体在斜板沉淀区发生了泥水分离，上层清水被集水槽收集，含砂污泥在池底沉积，经过循环泵至旋流分离器进行污泥和微砂离心分离，污泥在上部流出，较重的细砂重新回流注射池
（四）、脱水工艺现状
目前应用于给水污泥脱水的机械主要有离心脱水机和板框脱水机，带式污泥脱水机相对较少。带式污泥脱水机在污水处理厂污泥脱水中得到了大量应用，但对于净水厂污泥，由于其亲水性较强，往往挤压不成泥饼，跑泥现象严重，使用故障率高，对污泥调质要求较高，进泥含固率须达到4%，因此，目前在净水厂应用较少。仅有少数几家净水厂，如石家庄润石水厂、唐山市中心供水工程、河南马岭水厂等有应用。板框脱水机在南方水厂中使用较多，如无锡中桥水厂、苏州相城水厂、深圳笔架山水厂、深圳梅林水厂、上海临江水厂、长沙第八水厂等均有应用。板框压滤机设备问题多，特别是自带的滤布冲洗系统，冲洗压力低，导致滤布频繁堵塞，使用寿命短，滤饼不能自动剥落，卸泥劳动强度大。
二、连续性装置调试运行
连续性装置运行使用的原水采用人工配水，将自来水和高岭土配成低浊度水，实验过程保持原水浊度在5~20NTU范围内，同时为了保证配水的均匀性，原水箱增设潜水泵和搅拌机不断进行循环。连续性装置运行过程的混凝剂采用水厂常用的食品级袋装固体聚合氯化铝，配制成浓度为1%（10g/L）的溶液进行投加。
（一）、投药量确定实验
按照实验方法取连续性装置配制的原水为对象，进行混凝搅拌实验，将上清液浊度最低的投药量作为连续性装置运行的投药量。实验中原水浊度为13.4NTU，pH=7.4，分别取1L原水于六个1000ml烧杯中，分别投加不同剂量的混凝剂，按照方法进行混凝搅拌实验，实验结果如图2所示。
图2不同投药量混凝实验结果
由图1可知，原水混凝搅拌实验中投药量为8~10mg/L时，混凝后上清液浊度最低，当超过10mg/L后，上清液浊度反而升高，原因是混凝剂投加过量后，脱稳后的胶体表面吸引过多的异号电荷，成为电性相反的稳定体系，出现再稳现象。从经济方面考虑，以8mg/L作为连续性装置运行的投药量，并根据运行效果进行适当调整。
（二）、连续性装置启动及运行模式探索
由原水混凝搅拌实验知，连续性装置以8mg/L作为投药量，调节絮凝搅拌机的转速和进水量，启动中试装置并保持稳定运行，经过多次修正进水量为0.504m3/日，絮凝池搅拌机转速为18r/min时沉淀池出水浊度开始稳定并保持较低水平，基本达到调研水厂沉淀池出水的效果，原水温度为19.3~21.8℃，pH=6.95~7时，连续性装置稳定运行的结果如图3所示。
图3连续性装置稳定运行结果
连续性装置稳定运行后，可以改变的参数有排泥水的回流量和混凝剂投加量，因此排泥水回流可以有两种运行模式：一是固定排泥水回流比，根据沉淀池出水浊度的变化调整混凝剂投加量，保持沉淀池出水稳定；二是固定混凝剂投加量，调整回流排泥水的比例，使混合区浓度保持稳定，保证沉淀池出水效果。
三、排泥水处理工艺技术发展方向及展望
（一）、逐步推广净水污泥再生利用
目前国内现有净水厂污泥处置方式均为外运填埋，由于水厂排放污泥的处理费用高昂，处置场地有限，因此把排放污泥作为资源再生利用，变废为宝将成为未来污泥处置的发展方向。应积极借鉴日本、台湾、欧美等地区污泥再生利用的先进经验，结合国内各水厂污泥的特性，从降低成本、资源的充分利用和环境保护等方面进行综合考虑，积极开发污泥的再生利用技术。
（二）、修正干泥量计算公式
设计干泥量与实际干泥量的偏差必然会导致排泥水处理系统设备闲置，能源浪费，增加不必要投资。因此，在排泥水处理项目建设时应根据水厂水源情况、实际运行负荷以及水厂运行经验，综合考虑地域、水质差异，修正干泥量计算方法，以期缩小设计和运行干泥量的差距，指导新建水厂。
（三）、优化排泥水处理工艺及设备选型
选择净水厂污泥处理工艺流程时，需要充分考虑原有净水构筑物情况，泥线应该根据水线工艺、上清液及脱水液回用情况、脱水方式、污泥处理程度及经济效益等多种因素来确定最优工艺流程。
（四）、完善排泥水处理系统建设
净水厂的污泥浓缩池排出含固率为3%~4%的浓缩污泥，一般直接被输至污泥脱水机房进行机械脱水。1998年建成投产的上海闵行一水厂的排泥水处理系统，首次在污泥浓缩池和污泥离心脱水机房之间设置了1座起调节匀化浓缩污泥作用的污泥调蓄均衡池。污泥脱水机械为维持较高的机械运行功效和出泥含固率，要求进脱水机的浓缩污泥含固率能保持稳定。设置适当池容积的污泥调蓄均衡池能满足这种要求，特别是对供水规模较大或使用周期性间歇运作的板框压滤污泥脱水机的水厂更适用。
结束语
综上所述，我国净水厂排泥水处理技术起步较晚，发展相对较缓慢，相应的设计和运行经验还有待进一步完善。然而伴随着目前国家积极倡导的循環经济、节能减排等重要的宏观政策相继出台，对净水厂排泥水技术和应用的发展带来了良好的契机，综合节水以及污泥再利用将成为排泥水处理技术发展的一个重要方向。
参考文献
[1]许建华.自来水厂排泥水处理技术的若干问题[J].中国给水排水,2001,17(12),25~27
[2]何利.净水厂生产废水回用强化处理低温低浊水[D].哈尔滨工业大学,2009
[3]徐斌.净水厂污泥处理工艺的研究与设计[D].天津:天津大学,2004